孔凡楠

遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010

1 解堵機理

1.1 低頻旋轉(zhuǎn)液壓波

當工具入井時，轉(zhuǎn)速為100-400r/min，在井筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水力擾動波。這種低頻旋轉(zhuǎn)液壓波作用于地層井附近，逐步放松和脫落的機械雜質(zhì)和堵漏材料沉積形成孔隙，使儲層孔隙通道，分散在液體，并沖走了旋風，以疏?？紫锻ǖ篮颓宄氯牧稀Ｍ瑫r，在這種低頻旋轉(zhuǎn)水波的反復(fù)作用下，地層巖石產(chǎn)生疲勞微破裂網(wǎng)絡(luò)。隨著水力波的加深，裂縫不斷擴展和延伸[1]。

1.2 空化噪聲（超聲波）

自由振動空化噴嘴產(chǎn)生高頻振蕩射流，伴隨高頻、強輻射和深穿透空化噪聲，頻率可達10khz。研究發(fā)現(xiàn)，空化噪聲分布在0-100khz 范圍內(nèi)，且存在極值。通過改變空化物體的壓力、速度和形狀，可以改變空化噪聲的譜分布和強度。氣穴噪聲可產(chǎn)生8．6-124 倍的噴射壓力和瞬時數(shù)千攝氏度的高溫。一方面，這種高頻超聲有助于緩解堵塞。另一方面可以改變原油的分子結(jié)構(gòu)，降低原油的粘度，降低巖石與油水界面之間的表面張力，從而提高原油的流動性，提高原油采收率。

2 技術(shù)原理

高壓水射流深穿透技術(shù)是在高壓水射流破巖技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種用于井旁污染控制和堵漏的新技術(shù)。噴砂水射流工具主要由噴槍、噴嘴、復(fù)位和運動部件組成。整套工具通過油管連接到所需位置。地面壓裂泵開啟30-40MPa，摻入6%，0．3-0．6mm粒徑壓裂砂水漿。通過井下油管噴槍，連續(xù)噴射多股高速磨料射流噴嘴，對套管直接刺穿的水泥環(huán)進行腐蝕切割。最終使地層巖石減少，同時，在高壓作用下，移動裝置中的活塞向下移動，帶動噴嘴以3-5mm/min 的速度沿軸線移動200mm，形成若干條寬度為12-15mm 的清潔液道，在井底附近噴出高度為200mm，深度為1000-1500mm。污染區(qū)滲透形成高分流區(qū)。另一方面，在砂漿射流的強烈沖擊下，地層巖石被沖擊破碎，形成新的微裂縫網(wǎng)絡(luò)，與天然裂縫或孔隙連通，從而提高地層電導(dǎo)率，達到解堵、增產(chǎn)、增注的目的。工作液中的防膨穩(wěn)定劑能有效地抑制粘土礦物的水化膨脹和分散遷移，防止對地層造成新的傷害。

3 現(xiàn)場試驗

3.1 選井條件

（1）固井質(zhì)量差或靠近水層的夾層薄，特別是固井質(zhì)量差或靠近水層的油水井，特別是采取了其他層狀改造措施，易造成層間竄流的油水井。

（2）低滲透儲層，排水面積小，儲層能量難以充分釋放。

（3）在鉆井、完井、采油、作業(yè)、注水等過程中，因注水措施不當而受到污染的油水井、水井。

3.2 設(shè)計原則

根據(jù)巖性、物性、堵塞類型和敏感性評價數(shù)據(jù)，如酸敏感性、水敏感性和速度敏感性，建設(shè)制定設(shè)計原則是：

（1）設(shè)計原則確定根據(jù)皮膚系數(shù)，堵塞類型和儲層程度和施工泵壓和有效噴砂時間設(shè)計。

（2）對于含有蒙脫石等水敏礦物的儲層，應(yīng)在工作液中加入抗溶脹穩(wěn)定劑，以提高工作液與地層的相容性，抑制粘土膨脹。

（3）對深層高壓儲層的選擇進行了討論。

（4）為防止地層塌陷，應(yīng)先進行化學(xué)防砂預(yù)處理，然后高壓噴砂水射流深貫防止地層塌陷。

（5）施工過程中，確保泵的壓力滿足設(shè)計要求，施工過程中泵不停機；當需要停泵時，應(yīng)及時進行大位移反洗，防止地下管柱被沙卡住[2]。

3.3 施工工藝

①采用人工洗砂技術(shù)，防止灰分在鉆底積聚；②人工洗砂技術(shù)；③泵對地管的試驗壓力為50MPa，無滲漏、滲漏合格；④啟動泵向地層水注入活性劑、抗膨脹劑等化學(xué)藥劑。當泵壓力達到設(shè)計要求時加砂，加砂率約為6%，注砂時間為20-35min；⑤根據(jù)儲液器的厚度，通過拋球打開兩級噴嘴；⑥射流施工完成后，反洗井將射流沖擊產(chǎn)生的砂、雜物排出；⑦拔出所有噴射施工管柱，用裸管將砂沖至灰面或人工井底部，然后沖入完井管柱。

3.4 應(yīng)用實例

在遼河油田的兩口井應(yīng)用高壓噴砂- 水射流深滲透技術(shù)，增產(chǎn)注采效果明顯，有效收率達100%。3．4．1 盈盈17-23 井注水段為1963．6-1964．6m，滲透率為48．4×10-3m2，孔隙度為21．5%，頁巖含量為17．1%，有效厚度為1m。由于儲層物性差，水泥塞過程中水泥污染嚴重，地層啟動壓力大，油壓35MPa，日注水量25m3，吸水能力差。8 月，采用高壓噴砂深貫技術(shù)對儲層進行了封堵。噴三對孔，油壓22Mpa，日注水量增加到142m3，啟動壓力降低到13．8mpa，吸水能力大大提高。12 月底有效期限138D，累計注量11675m3。目前，該井仍處于良好的吸水狀態(tài)。11-102 井生產(chǎn)段為3104-3110m，滲透率為36．4×10-3，孔隙度為19．1%，頁巖含量為13．5%，有效厚度為6m。生產(chǎn)22 天后，由于液體供應(yīng)不足，產(chǎn)量降至零。根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)和地質(zhì)資料分析，認為井底附近存在封堵、儲層滲透率低、流體流動阻力大、儲層能量釋放困難等問題。高能氣體壓裂已經(jīng)完成，但并不如預(yù)期的那樣。3 月進行深貫噴砂除堵。噴6 對孔，增加泄漏面積。日產(chǎn)液13m3，日產(chǎn)油10．5t，含水率19．2%。增油效果非常顯著。截至2002 年底，累計增產(chǎn)1659 噸。油井仍在正常工作[3]。

4 結(jié)語

該井下噴砂工具定位準確，誤差小于0．1m，可用于其他措施難以實施的低滲透薄油層的改造和處理。結(jié)構(gòu)簡單，有針對性。對于較厚的地層，可采用多級噴砂工具實現(xiàn)同一管柱內(nèi)多對切割接頭的深度穿透。根據(jù)封堵類型、封堵程度和儲層物性的不同，在試驗的基礎(chǔ)上對井下水力參數(shù)進行優(yōu)化，充分發(fā)揮該技術(shù)的最大優(yōu)勢。采用輕質(zhì)、與地層相容性好、粘度低的工作液，有利于地層巖石的侵蝕，提高驅(qū)堵效果。高壓噴砂水射流深侵技術(shù)可以擴大油水井的有效半徑，增大滲透面積，提高油水井的完好性，降低流體流動阻力，通過穿透近井污染區(qū)域，達到增產(chǎn)增注的效果。高壓噴砂深鉆技術(shù)作為一種新型的儲層改造技術(shù)，具有施工簡單、適應(yīng)性強、成功率高、成本低等優(yōu)點。在低滲透油藏開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。